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複数の感覚と構造を利用した適応的で巧みな物体操作の自律的な獲得に関する研究

Research Project

Project/Area Number 12J03541
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Perception information processing/Intelligent robotics
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

白藤 翔平  大阪大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsヒト規範ロボットハンド / 腱駆動ロボット / マニピュレーション / 運動学 / 腱駆動機構 / ロボットハンド / 把持
Outline of Annual Research Achievements

本年度は前年度に開発したヒトの筋腱構造を忠実に再現した腱駆動ロボットハンドの制御手法の提案,実験に主に取り組んだ.
その中での取り組みの一つが,ヒトが身体のもつ特性を制御に有効に利用している典型的な例でもある.関節剛性調整の腱駆動ロボットでの実現である.腱の非対称さや腱の配置の方法によって生じる腱の変位と関節角度との関係の複雑さを解消する機構を提案し,容易で関節ごとに独立な剛性調整を実現した.
可変な関節剛性はロボットハンドが実環境で活動するうえで重要な能力である.このように位置制御とは独立に関節剛性が容易に制御できるようになったことで,これまでに行われてこなかったような剛性調整を含むロボットマニピュレータを用いた実験が可能になった.
また,もう一つの取り組みとして,ヒトの指の筋腱構造における筋ごとの関節トルクベクトルと運動との関係を調べることで,開発したロボットフィンガの運動軌道を容易に計画する手法について提案した.提案した軌道制御手法は典型的な軌道を生成するモータの駆動パターンをあらかじめ設定しておき,ヒトの内在筋にあたるモータの駆動量を変化させることで目標の軌道を生成するという手法である.腱を通して複数の関節へと単一のアクチュエータの作用が伝達されることを有効に利用した制御によって,常に多くのアクチュエータに対して運動計画をおこなう必要をなくした.
本年度に得られた結果は,研究課題である「複数の感覚と構造を利用した適応的で巧みな物体操作の自律的な獲得に関する研究」において,ロボットハンドが自身の構造を利用し,適応的な物体操作を獲得するうえで重要な進展である.最終的に前年度までの研究と統合するまでには至らなかったが,ロボットハンドの感覚を用いた自律的なマニピュレーションの学習手法と統合することで,適応的で巧みな物体操作の自律的な獲得を実現するまでの基礎を確立できたと考える.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Development of a tendon-driven robotic finger for an anthropomorphic robotic hand2014

    • Author(s)
      Shouhei Shirafuji, et al.
    • Journal Title

      The International Journal of Robotics Research

      Volume: 33 Issue: 5 Pages: 677-693

    • DOI

      10.1177/0278364913518357

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detection and prevention of slip using sensors with different properties embedded in elastic artificial skin on the basis of previous experience2013

    • Author(s)
      白藤翔平
    • Journal Title

      Robotics and Autonomous Systems

      Volume: (掲載確定)

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Tendon Routing Resolving Inverse Kinematics for Variable Stiffness Joint.2014

    • Author(s)
      Shouhei Shirafuji
    • Organizer
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • Place of Presentation
      アメリカ,シカゴ
    • Year and Date
      2014-09-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Trajectory Control Strategy for an Anthropomorphic Robotic Finger.2014

    • Author(s)
      Shouhei Shirafuji
    • Organizer
      The 3rd International Conference on Biomimetic and Biohybrid Systems
    • Place of Presentation
      イタリア,ミラノ
    • Year and Date
      2014-08-01
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 腱駆動における腱逆機構を用いた剛性の独立制御.2014

    • Author(s)
      白藤 翔平
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      富山県
    • Year and Date
      2014-05-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 非伸縮分岐腱による関節の連動駆動2013

    • Author(s)
      白藤翔平, 池本周平, 細田耕
    • Organizer
      第19回創発システム・シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪アカデミア(大阪府住之江区)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Design of An Anthropomorphic Tendon-Driven Robotic Finger2012

    • Author(s)
      白藤翔平
    • Organizer
      IEEE International Conference on Robotics and Bomimetics
    • Place of Presentation
      Crowne Plaza City Centre in Guangzhou (中国)
    • Year and Date
      2012-12-11
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒトの筋腱構造を模したロボットフィンガ機構の提案2012

    • Author(s)
      白藤翔平
    • Organizer
      日本ロボット学会第30回記念学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • Year and Date
      2012-09-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 虫様筋を模した機構を有するロボットフィンガの開発2012

    • Author(s)
      白藤翔平
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松(静岡県)
    • Year and Date
      2012-05-28
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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